JP2017211222A - 車載カメラキャリブレーション補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のキャリブレーション装置においては、車載カメラの画角上に特徴点となる車両の一部が映り込んでいなければならなく、特徴点である車両の一部が変形もしくは破損した場合、理想的なキャリブレーション動作が行われなくなる課題があった。
【解決手段】手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置により起動される起動スイッチと、この起動スイッチの動作により起動される起動切替装置と、車体外周に設けられ、車体周辺に光を照射する１つ以上の光源からなる投影装置とを備え、前記投影装置により投影された路面上の基準に基づき、キャリブレーション動作が可能か否かを判定するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に搭載される車載カメラのキャリブレーション補助装置に関するものである。

ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems：先進運転支援システム）装置として車載に搭載された前方監視カメラもしくは周辺監視カメラは、経年等によりカメラ光軸位置がずれると正確な位置精度の計算や車両検知、歩行者検知、白線検知などの検知機能が低下することになる。このような課題に対して、車載カメラにより撮影された車両の輪郭画像から車両の特徴点を抽出する抽出部と、車載カメラのレンズ中心点と特徴点を通る直線上の延長点を特定する推定部と、理想位置および理想方向で車両に取り付けられた状態にある車載カメラのレンズ中心点と特徴点を通る直線上にある理想点を記憶する記憶部と、延長点と理想点との距離が小さくなるように車載カメラを調整する調整部とを備えていることを特徴としたキャリブレーション装置が提案されている。（特許文献１参照）

特開２０１４−１７４０６７号公報

しかしながら、上述のような従来のキャリブレーション装置においては、車載カメラの画角上に特徴点となる車両の一部が映り込んでいなければならなく、さらに特徴点となる車両の一部は、車載カメラの位置との絶対位置の関係を保っていなければならないという制約条件が存在する。したがって、車載カメラを設置する際、上記制約条件を満たすようにカメラを設置しなければならず、カメラ設置の自由度が少なくなるという問題点がある。また、このカメラの検知範囲に車体の一部を映り込ませるため、検知対象となる検知エリアが狭くなるという問題点もある。つまり、何らかの理由で特徴点である車両の一部が変形もしくは破損した場合、理想的なキャリブレーション動作が行われなくなってしまうことになる。さらに、上述のような従来のキャリブレーション装置を実現するには、車載カメラを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子的制御装置）に当該キャリブレーション装置を組み込む必要があり、既に市販されている既存の車載カメラシステムには適用できないという問題もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、車載カメラの画角に制約条件を持たず、既存の車載カメラシステムにおいても実現可能で、かつ手間を省き、精度の高いキャリブレーションの動作を実現することができるキャリブレーション補助装置を提供することを目的としている。

この発明に係る車載カメラキャリブレーション補助装置は、手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置により起動される起動スイッチと、この起動スイッチの動作により起動される起動切替装置と、車体外周に設けられ、車体周辺に光を照射する１つ以上の光源からなる投影装置とを備え、前記投影装置により投影された路面上の基準に基づき、キャリブレーション動作が可能か否かを判定するようにしたことを特徴とするものである。

この発明の車載カメラキャリブレーション補助装置によれば、メジャーや分度器等の測定機材を使わずにキャリブレーション動作が可能か否かを判定することができるため、車載カメラキャリブレーション動作に係るユーザによる手間を削減し、精度のバラツキが少ないキャリブレーション動作を実現することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る車載カメラキャリブレーション補助装置の概要構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図である。 この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図である。 この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の基本的な動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る車載カメラキャリブレーション補助装置の概要構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の要部構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の基本的な動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図である。

実施の形態１．
以下、この発明を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の概要構成を示すブロック図、図２は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図、図３は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図、図４は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の基本的な動作を説明するためのフローチャートである。図５は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するためのフローチャート、図６は、この発明の実施の形態１に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するためのフローチャートである。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。

図１において、車載カメラキャリブレーション補助装置１０は、車両に搭載され、カメラＥＣＵ又はＡＤＡＳ＿ＥＣＵにより構成されたカメラキャリブレーション装置２０に接続され、車載カメラキャリブレーション装置２０の動作を補助するものである。
この車載カメラキャリブレーション補助装置１０は、手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置２０におけるＥＣＵにより起動される起動スイッチ１１と、この起動スイッチ１１の動作により起動される起動切替装置１２と、車体外周に設置されるとともに、起動切替装置１２の出力に基づいて起動され、車体に対し定められた基準線を路面上または周辺に投影する点光源からなる投影装置１３と、この投影装置１３が投影した路面上の基準線に基づき、車両周辺の凹凸を検出し、凹凸度合が許容値以下であるかを判定する車両周辺凹凸測定装置１４と、投影装置１３が投影した基準線に基づき、車両の傾斜を測定し、傾斜度合が許容値以下であるかを判定する車体傾斜測定装置１５と、車両周辺凹凸測定装置１４および車体傾斜測定装置１５の出力に基づき、キャリブレーション装置の動作が正常に行うことができるものか判定するキャリブレーション可能判定手段１６と、このキャリブレーション可能判定手段１６の出力により、キャリブレーション装置の動作が正常に行うことができるものか否かを表示するユーザ通知装置１７とを備えて構成されている。

ここで、ユーザ通知装置１７は、車両に搭載されたモニタ画面もしくはスピーカとしてもよく、モニタ画面表示やスピーカからの音声により、キャリブレーション動作が正常に行うことができるものか否か通知する。

次に、このような構成の車載カメラキャリブレーション補助装置１０の動作について図４を用いて説明する。
ユーザが車載カメラキャリブレーション装置の起動を希望する場合、まず、任意のタイミングで起動スイッチ１１を投入し、起動切替装置１２を起動させると（ステップＳ１１）、この起動切替装置１２の出力に基づいて、車体に設置された投影装置１３が起動され、レーザー光などによる投射パターンが投影される。（ステップＳ１２）
なお、起動の操作は、車載カメラキャリブレーション装置２０のカメラＥＣＵもしくはＡＤＡＳ＿ＥＣＵにおいて所定のタイミングで出力を発生させ、この出力により起動スイッチ１１を動作させるように設定してもよい。

ここで、投影装置１３は、例えば図２に示すような投影パターンを設定している。
すなわち、図２に示すように、投影装置１３は、例えばフロントバンパー部１３ａ、リアバンパー部１３ｂ、フロントフェンダー部１３ｃおよびリアフェンダー部１３ｄにそれぞれ設置されており、それぞれの場所に投影装置１３となる少なくとも１つの光源を設置すればよい。この投影装置１３による投射パターンを点照射とすることにより、図中☆印で示すマーカーが路面の位置に表示される。この☆印を通る様に線を引くと、メジャーや分度器等の測定機材を使わずにキャリブレーション動作に必要なキャリブレーション基線を描くことができ、ユーザは、このキャリブレーション基線を見ることにより、キャリブレーション動作の可否を判定することができる。なお、投影装置１３としてレーザー光プロジェクタを用い、線照射型とした場合においても、投射パターンが路面の位置に表示されることになり、ユーザは、同様に測定機材等を一切使うことなくキャリブレーション動作の可否を判定することができる。

また、前方監視カメラのキャリブレーション動作を行う場合は、図３に示すように壁面照射を利用することができる。すなわち、投影装置１３は、レーザー光プロジェクタを用い、車両前方の壁面３０に対して、地面に水平な基線ａと、車両に平行に伸びた基線ｂと、地面に垂直な基線ｃとの投射パターンを投射する。なお、図２、図３に示す投射パターンは、一例であって、車両の車載カメラの仕様に従って形成させればよい。

次に、ステップＳ１３において、投影装置１３によるキャリブレーション基線を判断した結果に基づいて、車載カメラキャリブレーション動作が開始される。この状態において、起動切替装置１２からの出力が継続している場合、その動作を継続させ、停止出力があると（ステップＳ１４）、投影装置１３の動作を停止させることになる。（ステップＳ１５）

次に、図５に示すように起動切替装置１２からの出力によりキャリブレーション可能判定手段１６が駆動されると（ステップＳ２１）、車両周辺凹凸測定装置１４を動作させ、車体周辺の物体を検知する。（ステップＳ２２）ここで、車両周辺凹凸測定装置１４は、車両周辺の被写体面（路面もしくは壁面）の凹凸度合を測定し（ステップＳ２３）、その測定結果からキャリブレーション可能判定手段１６は、車両周辺の凹凸が許容値内にあるか否かを判定する。（ステップＳ２４）

この判定の結果、車両周辺の凹凸状態が許容値以下の場合、キャリブレーションが可能と判断し、キャリブレーション可能判定手段は、ユーザ通知装置１７にキャリブレーションが可能である旨を通知する。（ステップＳ２５）
一方、判定の結果が許容値を超える場合、キャリブレーション動作は、不正確であると判断し、キャリブレーション可能判定手段１６は、ユーザ通知装置１７にキャリブレーション動作が不正確である旨（例えば、「ここでは正確なキャリブレーションを行うことができません。もう少し平坦な場所に移動して再度実施して下さい。」など）を通知する。（ステップＳ２６）

また、車体傾斜測定装置１５は、図６に示すように３Ｄジャイロセンサを起動し（ステップＳ３２）、対象車両の傾斜を測定する。（ステップＳ３３）
この測定結果からキャリブレーション可能判定手段１６は、車両の傾きが許容値内にあるか否かを判定する。（ステップＳ３４）

次に、この判定の結果、車両周辺の傾きが許容値以下の場合、キャリブレーション動作が可能と判断し、キャリブレーション可能判定手段は、ユーザ通知装置１７にキャリブレーション動作が可能である旨を通知する。（ステップＳ３５）
一方、判定の結果が許容値を超える場合、キャリブレーションの動作は、不正確であると判断し、キャリブレーション可能判定手段１６は、ユーザ通知装置１７にキャリブレーション動作が不正確である旨上記と同様に通知する。（ステップＳ３６）
なお、キャリブレーションの動作が終了すると、車載カメラキャリブレーション補助装置１０の起動スイッチ１１によりユーザが任意のタイミングで停止させたり、車載カメラキャリブレーション装置２０のカメラＥＣＵもしくはＡＤＡＳ＿ＥＣＵによって停止させるように構成してもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、投影装置１３による投射パターンをユーザが判断したり、またはキャリブレーション可能判定手段１６により判定するため、投射する車両の一部が映り込んでいる必要はなく、したがって、カメラ画角を検知範囲に適用することが可能となり、検知範囲を最大限に利用することができる。

以上説明したように、この発明の実施の形態１による車載カメラキャリブレーション補助装置によって、ユーザは、測定機材等を一切使うことなくキャリブレーションの動作を正確に行わせることができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る車載カメラキャリブレーション補助装置の概要構成を示すブロック図、図８は、この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の要部構成を示す平面図、図９は、この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の基本的な動作を説明するためのフローチャート、図１０は、この発明の実施の形態２に係るキャリブレーション補助装置の要部動作を説明するための概要図である。

図７において、車載カメラキャリブレーション補助装置１０は、手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置におけるＥＣＵにより起動される起動スイッチ１１と、この起動スイッチ１１の動作により起動される起動切替装置１２と、起動切替装置１２の出力に基づいて起動される投影装置１３を備えて構成されている。
また、この投影装置１３は、車体に対し定められた基準線（レーザー光など）を路面上または周辺に投影するレーザー光プロジェクタなどからなる投影手段３１と、車体外の平坦面に設置される液晶パネル部３２と、この液晶パネル部３２上に設けられた複数の圧力センサからなる加圧センサ部３３と、加圧センサ部３３の出力が供給され、車体の重量による圧力ポイントを検出する圧力ポイント測定手段３４と、予め測定対象に応じたキャリブレーションパターンを記憶したキャリブレーションパターン記憶手段３５とを備えている。なお、液晶パネル部３２と加圧センサ部３３とは、例えば、図８に示すように、液晶パネル部３２の面上に複数の圧力センサを配置して構成されている。

次に、このように構成された車載カメラキャリブレーション補助装置の動作について図９を用いて説明する。
まず、測定対象の車両を投影装置１３の液晶パネル部３２上に設置した後、起動スイッチ１１を投入すると、起動切替装置１２により投影装置１３が起動され（ステップＳ４２）、加圧センサ部３３は、車両のタイヤの有無に対応したそれぞれの圧力センサの出力値を出力する。（ステップＳ４３）

このとき、測定対象車両のタイヤ位置に相当する加圧センサ部３３における圧力センサは、他の加圧センサ部３３の圧力値に比べて高い数値を示すことになり、この測定結果は、圧力ポイント測定手段３４によって検出される。（ステップＳ４３）
すなわち、この圧力ポイント測定手段３４は、各圧力センサの圧力値の測定結果から他の圧力センサに比べて高い数値を示す加圧ポイント（つまりタイヤ位置）を判定し、タイヤの位置となる判定結果を投影手段３１に通知する。

次に、投影手段３１は、通知されたタイヤの位置となる判定結果に基づき、キャリブレーションパターン記憶手段３５から対象車両に応じたキャリブレーションパターンを読出し、投影手段３１により、図１０に示すような車載カメラキャリブレーションパターンを液晶パネル部３２に投影する。（ステップＳ４４）
この車載カメラキャリブレーションパターンを参照することによって、ユーザは、キャリブレーション動作の開始を判断することができ、キャリブレーションの動作を許容できるか否かを判断し、許容できる場合には車載カメラキャリブレーション装置の動作を行わせることになる。（ステップＳ４５）
なお、液晶パネル部３２が傾斜地に設置された場合、判定結果に基づくキャリブレーションパターンがキャリブレーションパターン記憶手段３５に記憶されていないことになり、投影手段３１は、車載カメラキャリブレーションパターンを投影せず、キャリブレーションの動作には不適格であることを示すことになる。
最後に、起動切替装置１２は、停止指示を受けると（ステップＳ４６）、投影装置１３の動作を停止させることになる。（ステップＳ４７）

なお、キャリブレーションの動作の内容は、対象車両毎のキャリブレーション方法に従ってキャリブレーションの動作を実施すればよい
また、実施の形態２においては、投影装置の加圧センサ式液晶パネルが常に水平に設置されるように固定される為、実施の形態１で示すような車両周辺凹凸測定装置１４や車体傾斜測定装置１５は、用いる必要がない。
さらに、加圧センサ部３３を含む液晶パネル部３２を用いることによって、タイヤ幅及び前タイヤと後タイヤの間隔が異なる車種においても、タイヤ位置に応じてキャリブレーションパターンを液晶パネル部３２に表示させることができるため、同一平面上で複数車種に対応したキャリブレーション動作の開始判定を行わせることが可能となる。
以上説明したように、実施の形態２によれば、測定機材等を一切使うことなく、キャリブレーションの動作を行う際のユーザの手間を省き、キャリブレーションの動作を実現できる車載カメラキャリブレーション補助装置を提供することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することが可能である。

１１：起動スイッチ、 １２：起動切替装置、 １３：投影装置、
１４：車両周辺凹凸測定装置、 １５：車体傾斜測定装置
１６：キャリブレーション可能判定手段、 １７：ユーザ通知装置
２０：車載カメラキャリブレーション装置、 ３１：投影手段、
３２：液晶パネル部、 ３３：加圧センサ部 ３４：加圧ポイント測定手段、
３５：キャリブレーションパターン記憶手段

この発明による車載カメラキャリブレーション補助装置は、手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置により起動される起動スイッチと、この起動スイッチの動作により起動される起動切替装置と、車体外周に設けられ、車体周辺に光を照射する１つ以上の光源からなる投影装置と、前記投影装置が投影した路面上の基準線に基づき、車両周辺の凹凸を測定する車両周辺凹凸測定装置と、この車両周辺凹凸測定装置の出力に基づき、前記測定の結果が許容値以下であるか否かを判定するキャリブレーション可能判定手段と、このキャリブレーション可能判定手段の判定結果を通知するユーザ通知装置とを備えたことを特徴とするものである。

Claims (6)

1. 手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置により起動される起動スイッチと、
   この起動スイッチの動作により起動される起動切替装置と、
   車体外周に設けられ、車体周辺に光を照射する１つ以上の光源からなる投影装置とを備え、
   前記投影装置により投影された路面上の基準に基づき、キャリブレーション動作が可能か否かを判定するようにしたことを特徴とする車載カメラキャリブレーション補助装置。
2. 前記投影装置は、車体の前方、後方、左右側方の各面に少なくとも２つ以上の点照射型、または１つ以上の直線照射型のレーザー光光源としたことを特徴とする請求項１に記載の車載カメラキャリブレーション補助装置。
3. 前記投影装置の光源としてレーザー光プロジェクタを用いたことを特徴とする請求項１に記載の車載カメラキャリブレーション補助装置。
4. 前記投影装置が投影した路面上の基準線に基づき、車両周辺の凹凸を測定する車両周辺凹凸測定装置と、
   この車両周辺凹凸測定装置の出力に基づき、前記測定の結果が許容値以下であるか否かを判定するキャリブレーション可能判定手段と、
   このキャリブレーション可能判定手段の判定結果をユーザに通知するユーザ通知装置とを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車載カメラキャリブレーション補助装置。
5. 前記投影装置が投影した路面上の基準線に基づき、車両の傾斜を測定する車両傾斜測定装置と、この車両傾斜測定装置の出力に基づき、前記測定の結果が許容値以下であるか否かを判定するキャリブレーション可能判定手段と、このキャリブレーション可能判定手段の判定結果をユーザに通知するユーザ通知装置とを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車載カメラキャリブレーション補助装置。
6. 手動もしくは車載カメラキャリブレーション装置により起動される起動スイッチと、
   この起動スイッチの動作により起動される起動切替装置と、
   車体外周に設けられ、車体周辺に光を照射する１つ以上の光源からなる投影装置と、
   車体の重さを検出する複数のセンサを有する加圧センサ部と、
   この加圧センサを支持する液晶モニタ部と、
   前記加圧センサ部により加圧ポイントとなる車体のタイヤ位置に応じた圧力を測定する圧力ポイント測定手段とを備え、
   前記投影装置は、前記圧力ポイント測定手段に対応して車両周辺にキャリブレーション動作を判定するための直線を投影するようにしたことを特徴とする車載カメラキャリブレーション補助装置。

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